放射線挙動解析コードPHITSの生命科学分野への応用

Application of radiation transport code PHITS to life sciences

松谷 悠佑  ; 甲斐 健師   ; 佐藤 達彦   

Matsuya, Yusuke; Kai, Takeshi; Sato, Tatsuhiko

粒子・重イオン輸送計算コードPHITSは、放射線の挙動をコンピュータで模擬するモンテカルロコードであり、2018年以降、生体の主成分である水中において個々の原子との反応を模擬できる飛跡構造解析モードが開発された。この開発により、DNAスケールにおける高空間分解能な放射線の飛跡構造解析が可能となった。一方、飛跡構造解析モードで計算される原子衝突の空間情報を活用し、様々なタイプのDNA損傷数を効率的かつ高精度に推定する解析コードの開発にも成功している。本稿では、最新版PHITSに搭載されている飛跡構造解析モード及びDNA損傷推定手法について概説し、PHITSの生命科学分野への応用例を紹介する。

Particle and Heavy Ion Transport code System PHITS is a Monte Carlo code that enables the simulation of the behavior of radiation using a computer. Since 2018, a track-structure mode has been developed that allows the simulation of each atomic interaction in liquid water, which is a main component of living organisms. This development has made it possible to perform high-spatial resolution radiation track-structure analysis on the DNA scale. Meanwhile, based on the spatial information of atomic interactions calculated in the track-structure mode, we have also succeeded in developing an analysis code that enables the estimate of the various types of DNA damage yields efficiently and with high accuracy. In this review, we introduce an overview of the track-structure mode and DNA damage estimation model implemented in the latest version of PHITS, and show examples of applications of PHITS in the field of life sciences.